Entwicklung eines Bio-Funktionsmaterials auf der Basis von Titan und Titan-Basislegierungen und Biomolekül-Nukleinsäure-Konjugaten durch Bio Surface-Engineering

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Ziel des interdisziplinären Vorhabens ist die Entwicklung eines Funktionsmaterials bestehend aus einer metallischen und einer organischen (Nukleinsäure/Polynukleotid) Komponente. Die Funktionalität soll in der Fähigkeit bestehen, beliebige biologisch aktive Moleküle modular immobilisieren zu können, um dadurch in vorbedachter Weise eine Verbesserung der Biokompatibilität und -funktionalität von Implantatmaterialien aus Titan und Titan-Basislegierungen zu bewirken. Das Grundprinzip des Verfahrens besteht darin, terminal modifizierte Nukleinsäure-Einzelstränge durch elektrochemische Immobilisierung in eine durch anodische Polarisation formierte anodische Oxidschicht partiell einzubauen und damit auf der Oberfläche zu fixieren. Anschließend soll das Prinzip der molekularen Erkennung komplementärer Nukleinsäuresequenzen zur zielgerichteten Ausbildung von Nukleinsäure-Doppelsträngen und damit der Immobilisierung der biologisch aktiven Moleküle genutzt werden. Im beantragten Zeitraum sollen zunächst grundlegende Untersuchungen zur elektrochemisch gestützten Immobilisierung terminal modifizierter Nukleinsäure-Einzelstränge sowie eine umfassende Charakterisierung von deren Hybridisierungsverhalten als Funktion der Einbaubedingungen in die Oxidschicht, der molekularen Struktur der Nukleinsäure-Einzelstränge sowie der Hybridisierungsbedingungen durchgeführt werden.